1、功率 P-FET 控制器 LTC4414LTC4414 是一种功率 P-EFT 控制器，主要用于控制电源的通、断及自动切换，也可用作高端功率开关。该器件主要特点：工作电压范围宽，为 3.536V；电路简单，外围元器件少；静态电流小，典型值为 30A ；能驱动大电流 P 沟道功率 MOSFET；有电池反极性保护及外接 P-MOSFET 的栅极箝位保护；可采用微制器进行控制或采用手动控制；节省空间的 8 引脚 MSOP 封装；工作温 -40+125。 图 1 LTC4414 的引脚排列 引脚排列及功能LTC4414 的引脚排列如图 1 所示，各引脚功能如表 1 所示。图 2 LTC4414 结构及
2、外围器件框图基本工作原理这里通过内部结构框图及外接元器件组成的电源自动切换电路来说明其工作原理。内部结构框图及外围元器件组成的电路如图 2 所示。其内部结构是由放大器 A1、电压/电流转换电路、电源选择器（可由 VIN 端或 SENSE 端给内部电路供电） 、模拟控制器、比较器C1、基准电压源（0.5V） 、线性栅极驱动器和栅极电压箝位保护电路、开漏输出 FET 及在CTL 内部有 3.5A 的下拉电流源等组成。外围元器件有 P 沟道功率 MOSFET、肖特基二极管 D1、上拉电阻 RPU、输入电容 CIN 及输出电容 COUT。图 2 中有两个可向负载供电的电源（主电源及辅电源） ，可以由主
3、电源单独供电，也可以接上辅电源，根据主、辅电源的电压由 LTC4414 控制实现自动切换。这两种供电情况分别如下。1 主电源单独供电主电源单独供电时，电流从 LTC4414 的 VIN 端输入到电源选择器，给内部供电。放大器 A1 将 VIN 和 VSENSE 的差值电压放大，并经过电压/ 电流转换，输出与VINVSESNSE 之值成比例的电流输入到模拟控制器。当 VINVSESNE20mV 时，模拟控制器通过线性栅极驱动器及箝位保护电路将 GATE 端的电压降到地电平或到栅极箝位电压（保证-VGS8.5V） ，使外接 P-MOSFET 导通。与此同时，VSESNE 被调节到VSESNE=VI
4、N20mV，即外接 P-MOSFET 的 VDS=20mV。P-MOSFET 的损耗为ILOAD20mV。在 P-MOSFET 导通时，模拟控制器给内部 FET 的栅极送低电平，FET 截止，STAT 端呈高电平（表示 P-MOSFET 导通） 。2 加上辅电源当加上辅电源（如交流适配器）后，如果 VSESNE VIN+20mV，则内部电源选择器由 SENSE 端向内部电路供电。模拟控制器使 GATE 端电压升高到 VSENSE，则 P-MOSFET 截止，辅电源通过肖特基二极管 D1 向负载供电。这种电源切换是自动完成的。在辅电源向负载供电时，模拟控制器给内部 FET 的栅极送高电平，FET
5、 导通，STAT端呈低电平（表示辅电源供电） 。上拉电阻 RPU 的阻值要足够大，使流过 FET 的电流小于5mA。在上述两种供电方式时，CTL 端是接地或悬空的。CTL 的控制功能将在下面的应用电路介绍。典型应用电路1 主、辅电源自动切换电路图 3 是一种减少功耗的主、辅电源自动切换电路，其功能与图 2 电路相同，不同之处是用一只辅 P-MOSFET（Q2）替代了图 2 中的 D1，可减少电压降及损耗。其工作原理与图 2 完全相同。图 3 主、畏电源自动切换电路图 4 由微控制器控制的电源切换电路2 由微控制器控制的电源切换电路由微控制器（C）控制的电源切换电路如图 4 所示。此图中的主、辅
6、 P-MOSFET 都采用了两个背对背的 P-MOSFET 组成，其目的是主电源或辅电源中的 P-MOSFET 截止时，均不会通过 P-MOSFET 内部的二极管向负载供电。其缺点是电源要通过两个 P-MOSFET才能向负载供电，损耗增加一倍，并增加成本。图 4 虚线框中的稳压二极管（一般取 810V ）连接在辅 P-MOSFET 的极限-VGSS 时，由于稳压二极管的击穿电压VSENEN 超过 20mV，C 会自动切换到主电源供电。C 还可以通过 I/O 口驱动不同颜色的 LED，显示主、辅电源的供电状态。图 5 高端功率开关3 高端功率开关图 5 是由 LTC4414 组成的高端功率开关电
7、路。由 CTL 端施加逻辑电平来控制 P-MOSFET 的通、断。该电路可由 C 控制、电路控制或手动控制。 CTL=L 时，开关导通；CTL=H 时，开关关断。外围元器件的选择LTC4414 的主要外围元器件是 P-MOSFET、输入、输电容器 CIN 和 COUT。1 P-MOSFET 的选择为满足电路工作的可靠性，要选 VDSSVIN(max)及 RDS(on)小的 P-MOSFET。在 VIN低、ILOAD 大时，要保证 IDILOAD(max)及 RDS(on) I LOAD(max) 20mV。2 C IN 及 C OUT 的选择为保证在电源切换及负载有较大变化时输出电压稳定，选择
8、合适的 CIN 及 COUT 很重要。C IN 一般在 0.110F 范围内选择，C OUT 在 147F 范围内选取。C IN 及 C OUT 可选用多层陶瓷电容器（MLCC） ，其电容量大小是否合适最好通过实验来调整。在使用 MLCC 电容器时，因其 ESR 低，自身谐振频率及 Q 值高，有可能在 AC 适配器供电插拔瞬单间生高压脉冲而损坏 LTC4414。因此，凌特公司建议在输入电容中串联几个 的电阻以降值 Q 值以防止瞬态高压的产生。在实验过程中可看 V IN 及 S ENSE 端的电压波形来调整电容量及增减串联在 C IN 电路中的各电阻值。应用领域该器件主要应用于大电流功率通路开关、工业控制及汽车、不间断电源（UPS） 、逻辑电平控制的功率开关和带有备用电池的应急系统。
